Question

18．如圖所示，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框．在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＞L）的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)．t=0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域．下列圖象中，可能正確描述上述過(guò)程的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 線框以一定的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于切割磁感線，所以出現(xiàn)感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，導(dǎo)致線圈做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)完全進(jìn)入后，沒有磁通量變化，所以沒有感應(yīng)電流，不受到安培力，因此做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)出磁場(chǎng)時(shí)，磁通量又發(fā)生變化，與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)相似．

解答 解：進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力為：
${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，
由于安培力方向與速度方向相反，線框做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，安培力減小，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度減小，即進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，圖線切線斜率逐漸減�。�
完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
出磁場(chǎng)時(shí)，受到安培力為：
${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，方向與速度方向相反，繼續(xù)做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，
故D正確，ABC錯(cuò)誤．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于力與電綜合題，并強(qiáng)調(diào)速度與時(shí)間的斜率表示加速度的大小，而由牛頓第二定律來(lái)確定加速度如何變化．